原子吸收光谱培训

1、基本基本组成组成与条件选择与条件选择 原子原子吸收吸收分光光度计分光光度计 单位名称单位名称 原子吸收光谱法原子吸收光谱法 原子吸收光谱法（AAS）是基于气态的基态原 子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原 子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量 为基础的分析方法。 它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、 轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个 领域有广泛的应用。 近年来，由于对AAS的创新研究，有了突破性 进展。 单位名称单位名称 1 原子吸收分光光度计 单位名称单位名称 1.1 仪器结构与工作原理 单位名称单位名称 空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp，HCL) 由待

2、测元素的金属或合金制成空心阴极圈和钨或其 他高熔点金属制成；阳极由金属钨或金属钛制成。 1.1.1 空心阴极灯 单位名称单位名称 在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 而使场内正离子和电子增加以维持电流。载 气离子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格 中轰击出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量 聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激 发, 发射出相应元素的特征谱线-共振谱线。 1.1.1 空心阴极灯 单位名称单位名称 HCL电源调制电源调制 为了提高HCL发射谱线强 度、减少谱线半宽度和自 吸现象，HCL

3、普遍采用矩 形窄脉冲调制电源供电。 一般采用200 Hz的调制 电源，占空比为1:3，矩 形窄脉冲电流为1020 mA，平均电流为25 mA。 1.1.1 空心阴极灯 单位名称单位名称 单光束光学系统单光束光学系统 1.1.2 光学系统 单位名称单位名称 双光束光学系统双光束光学系统 1.1.2 光学系统 单位名称单位名称 单色器单色器 由入射狭缝、反射镜、准直镜、平面衍射光栅、聚 焦镜和出射狭缝组成。 平面衍射光栅是主要色散部件，其性能指标为：分 辨率、倒线色散率、聚光本领、闪耀特性以及杂散 光水平等。 目前，还有采用中阶梯光栅与石英棱镜组成的二维 色散系统，全封闭的外光路与二维色散系统确保

4、了 较少杂散光水平和较高分辨率。 1.1.2 光学系统 单位名称单位名称 光电倍增管(PMT)是原子吸收分光光度计的主要检 测器，要求在200900 nm波长范围内具有较高灵敏 度和较小暗电流。 1.1.3 检测系统 单位名称单位名称 数据处理与控制系数据处理与控制系 统统 计算机光谱工作站 对所采集的数字信 号进行数据处理与 显示，并对原子吸 收分光光度计各种 仪器参数进行自动 控制。 1.1.4 数据处理与控制系统 单位名称单位名称 火焰原子化系统火焰原子化系统 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 火焰的类型与特性火焰的类型与特性 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 火焰的氧化火焰的氧

5、化-还原特性还原特性 中性火焰：中性火焰：燃烧充分、温度高、干扰小、背景低，燃烧充分、温度高、干扰小、背景低， 适合于大多数元素分析。适合于大多数元素分析。 贫燃火焰：贫燃火焰：燃烧充分，温度比中性火焰低，氧化性燃烧充分，温度比中性火焰低，氧化性 较强，适用于易电离的碱金属和碱土金属元素分析，较强，适用于易电离的碱金属和碱土金属元素分析， 分析的重现性较差。分析的重现性较差。 富燃火焰：富燃火焰：火焰燃烧不完全，具有强还原性，即火火焰燃烧不完全，具有强还原性，即火 焰中含有大量焰中含有大量CH、C、CO、CN、NH等组分，干扰等组分，干扰 较大，背景吸收高，适用于形成氧化物后难以原子较大，背景

6、吸收高，适用于形成氧化物后难以原子 化的元素分析。化的元素分析。 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 火焰原子化的特点与局限性火焰原子化的特点与局限性 特点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应特点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应 用范围广。用范围广。 缺点：原子化效率低、只能液体进样缺点：原子化效率低、只能液体进样 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 石墨炉原子化法石墨炉原子化法(GFAAS)课本课本p243页页 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 特点特点： 采用直接进样和程序升温方式，原子化温度曲线是采用直接进样和程序升温方式，原子化温度曲线是 一条具有峰值的曲线。一条具

7、有峰值的曲线。 可达可达3500高温，且升温速度快。高温，且升温速度快。 绝对灵敏度高，一般元素的可达绝对灵敏度高，一般元素的可达10-910-12 g。 可分析可分析70多种金属和类金属元素。多种金属和类金属元素。 所用样品量少所用样品量少(1100 mL)。 但是石墨炉原子化法的分析速度较慢，分析成本高，但是石墨炉原子化法的分析速度较慢，分析成本高， 背景吸收、光辐射和基体干扰比较大。背景吸收、光辐射和基体干扰比较大。 4.2.2 原子化系统 单位名称单位名称 低温原子化法低温原子化法：低温原子化法也称为化学原子化法， 包括冷原子化法和氢化物发生法。 一般冷原子化法与氢化物发生法可以使用同

8、一装置。 冷原子化法：冷原子化法：直接测量Hg 氢化物发生法：氢化物发生法：氢化物发生器生成金属或类金属元 素氢化物，进入原子化器。 1.2 原子化系统 单位名称单位名称 光学系统的波长显示值误差 光学系统分辨率 基线的稳定性 吸收灵敏度(S1%) 精密度 检出限 1.3 原子吸收分光光度计性能指标 单位名称单位名称 2 干扰及其消除 单位名称单位名称 物理干扰物理干扰：指样品溶液物理性质变化而引起吸收信 号强度变化，物理干扰属非选择性干扰非选择性干扰。 物理干扰一般都是负干扰。 消除方法：消除方法： 配制与待测样品溶液基体相一致的标准溶液。 采用标准加入法。 被测样品溶液中元素的浓度较高时，

9、采用稀释方法 来减少或消除物理干扰。 2.1 物理干扰及其消除方法 单位名称单位名称 化学干扰化学干扰：待测元素在原子化过程中，与基体组分 原子或分子之间产生化学作用而引起的干扰。 消除方法：消除方法： 改变火焰类型、改变火焰特性、加入释放剂、加入 保护剂、加入缓冲剂、采用标准加入法 。 2.2 化学干扰及其消除方法 单位名称单位名称 背景干扰也是光谱干扰，主要指分子吸与光 散射造成光谱背景。分子吸收是指在原子化 过程中生成的分子对辐射吸收，分子吸收是 带光谱。光散射是指原子化过程中产生的微 小的固体颗粒使光产生散射，造成透过光减 小，吸收值增加。 背景干扰，一般使吸收值增加，产生正误差。 2

10、.3 背景吸收与校正 单位名称单位名称 氘灯背景校正技术氘灯背景校正技术 2.3 背景吸收与校正 单位名称单位名称 Zeeman效应背景校正技术效应背景校正技术： Zeeman方法： 光源调制磁场加在光源上。 吸收线调制磁场加在原子化器上使用广泛。 磁场调制方式：磁场调制方式： 交变磁场调制方式与恒定磁场调制方式。 2.3 背景吸收与校正 单位名称单位名称 交变磁场调制方式：交变磁场调制方式： 磁场变化 零磁 激磁 零磁时：原子+背景吸收； 激磁时：仅背景吸收，他们之差为原子吸收。 2.3 背景吸收与校正 单位名称单位名称 恒定磁场调制方式：恒定磁场调制方式： 光源发射线通过起偏器后变为偏振光

11、，某时刻平行 于磁场方向的偏振光通过时，吸收线组分和背景产 生吸收，得到原子吸收和背景吸收总吸光度；另一 时刻垂直于磁场的偏振光通过原子能器时只有背景 吸收，没有原子吸收，两者之差即为原子吸收。 2.3 背景吸收与校正 单位名称单位名称 3.1 仪器操作条件的选择仪器操作条件的选择 HCL电流选择：电流选择： HCL电流小，HCL所发射谱线半宽度窄，自吸效应 小，灵敏度增高； 但HCL电流太小，HCL放电不稳定，影响分析灵敏 度和精密度。 吸收谱线选择：吸收谱线选择： 首选最灵敏的共振吸收线。 共振吸收线存在光谱干扰或分析较高含量的元素时， 可选用其他分析线。 3 原子吸收光谱法分析 单位名称

12、单位名称 光谱通带的选择光谱通带的选择 光学系统指是狭缝宽度(S/mm)的选择。 光谱通带主要取决于单色器的倒线色散率(D， nm.mm-1)。 光谱通带的计算式为：W=DS。光谱通带的宽窄 直接影响分析的检出限、灵敏度和线性范围。 对于碱金属、碱土金属，可用较宽的光谱通带，而 对于如铁族、稀有元素和连续背景较强的情况下， 要用较小的光谱通带。 3.1 仪器操作条件的选择 单位名称单位名称 火焰的类型与特性选择 燃烧器高度的选择 火焰原子化器的吸喷速率 也称为待测溶液的提升量。 提升量过大，对火焰产生冷 却效应，影响原子化效率； 而提升量过小，影响分析方 法的灵敏度和检出限。 3. 2 火焰原

13、子化法最佳条件选择 单位名称单位名称 石墨管类型的选择：石墨管类型的选择： 普通石墨管、热解涂层石墨管、L,vov平台石墨管 升温程序选择：升温程序选择： 根据分析元素的种类、进样量的大小和基体效应 的影响选择适宜的升温程序，是石墨炉原子化法分 析的检出限、灵敏度、精密度和准确度的重要保证。 基体改进剂选择基体改进剂选择 进样量的选择：进样量的选择： 与升温程序密切相关。一般进样量控制在5100L。 3.3 石墨炉原子化法最佳条件选择 单位名称单位名称 标准曲线法标准曲线法 最常用的分析方法。标准曲 线法最重要的是绘制一条标 准曲线。即配制一组含有不 同浓度被测元素的标准的标 准溶液,在与试样测定完全相 同的条件下，依浓度由低到 高的顺序测定吸光度。绘制